ЛУПА - оптич. система, состоящая из линзы или неск. линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Наблюдаемый предмет ОО 1 (рис. 1) помещают от Л. на расстоянии, немного меньшем её фокусного расстояния f (FF" - фокальная плоскость). В этих условиях Л. даёт прямое увеличенное и О-О" 1 предмета. Лучи от изображения О-О 1 " попадают в глаз под углом a, большим, чем лучи от самого предмета (угол j); этим и объясняется увеличивающее действие Л.

Осн. характеристиками Л. являются видимое увеличение Г, линейное поле 2 у в пространстве предметов и диаметр выходного зрачка. Видимым увеличением Л. наз. отношение тангенса угла, под к-рым виден предмет через Л. (tg a), к тангенсу угла, под к-рым наблюдается предмет невооружённым глазом (tg j): Г = tg a/tg j=250/f (250 мм - расстояние наилучшего видения). В зависимости от конструкции Л. могут иметь увеличение от 2 до 40-50. Обычно диаметр Л. D Л бывает больше диаметра глаза D гл, поэтому выходным зрачком системы лупа - глаз является зрачок глаза. В большинстве случаев в передней фокальной плоскости Л. нет полевой диафрагмы, поэтому поле Л. резко не ограничивается. Оправа Л. является виньетирующей. Угл. поле Л. 2у в пространстве изображений при отсутствии винъетирования определяется лучом, идущим через верх. край Л. и верх. край глаза (рис. 2), т. е. tg w" = (D л - D гл )/2t" , где t" - расстояние от Л. до глаза. Соответствующее линейное поле Л. в пространстве предметов 2y=f(D л - D гл )/t" .

Рис. 1. Схема оптической системы лупы.

Рис. 2. Схема для определения линейного поля лупы.

Рис. 3. Виды луп.

Характеристики Л. зависят от её оптич. системы. Л. в виде одиночных линз имеют увеличение до 5-7 х, линейное поле с удовлетворительным качеством изображения для такой Л. не превышает 0,2f ". Усложнение оптич. системы Л. улучшает её характеристики и даёт возможность исправлять аберрации. Так, напр., апланатическая лупа Штейнгеля (рис. 3, а), состоящая из двояковыпуклой линзы из крона (см. Оптическое стекло )и двух отрицат. флинтовых менисков, имеет увеличение до 6-15 х и угл. поле до 20°. Наиболее совершенные Л. из четырёх линз (рис. 3, б )имеют увеличение 10-44 х, угл. поле 80-100° и устраняют астигматизм.

Лит.: Теория оптических систем, 2 изд., М., 1981. ЛУЧ - понятие геометрической оптики (световой Л.) и геометрической акустики (звуковой Л.), обозначающее линию, вдоль к-рой распространяется поток энергии волны, испущенной в определ. направлении источником света или звука. В каждой точке Л. ортогонален волновому фронту. В однородной среде Л.- прямая. В среде с плавно изменяющимися оптич. (или акустич.) характеристиками Л. искривляется, причём его кривизна пропорц. градиенту показателя преломления среды. При переходе через границу, разделяющую две среды с разными показателями преломления, Л. преломляется, согласно

Лупа или, как её еще называют, увеличительное стекло является одним из наиболее простых приборов, с помощью которых человек расширяет возможности своего зрения.
Видеть лупу и пользоваться ею приходилось, вероятно, многим из вас. Помещая лупу между глазом и рассматриваемым предметом, вы видите этот предмет в увеличенном виде и получаете тем самым возможность разглядеть такие детали предмета, которые ускользают от невооружённого глаза.
Лупа приносит человеку большую пользу. Её постоянно используют в своей работе часовщики, мастера, имеющие дело с различными мелкими механизмами, и работники многих других профессий. Пользование лупой значительно облегчает их труд, увеличивает его производительность и повышает его качество.
В чём же заключается секрет действия лупы? Почему лупа позволяет нам видеть предметы в увеличенном виде?
Лупа - это обычная собирательная линза с малым фокусным расстоянием. Она увеличивает угол зрения. Происходит это следующим образом.
Рассматриваемый предмет помещается между лупой и её фокусом. Вы уже знаете, что в этом случае лупа не может дать на экране изображения предмета: лучи, прошедшие через линзу, идут расходящимися пучками и не собираются справа от линзы в точки. Но если мысленно продолжить лучи влево от линзы, то окажется, что они пересекаются и дают изображение предмета.
Получить это изображение на бумаге нам не удаётся. Ведь в месте пересечения мысленно проведённых линий нет никаких лучей! Поэтому подобное изображение называют мнимым.
Однако мнимое изображение можно увидеть. Для этого надо поместить справа за лупой, на пути расходящихся лучей, глаз. Тогда нам покажется, что лучи, идущие от лупы в глаз, пересекаются за лупой, и в месте их пересечения мы увидим мнимое изображение предмета.
Посмотрите, размер мнимого изображения значительно больше самого предмета. Поэтому глаз видит мнимое изображение под большим углом зрения, чем видел бы он помещённый на том же расстоянии предмет без лупы. Но если угол зрения увеличился, то увеличился и размер изображения на сетчатке.
А раз это так, то в передаче изображения в мозг участвует больше светочувствительных телец, и глаз может увидеть такие детали предмета, которые неразличимы без лупы. Итак, секрет действия лупы заключается в том, что она увеличивает угол зрения, а наш глаз воспринимает это как увеличение размера самого предмета.
Лупы бывают разные. Одни увеличивают угол зрения а значит, и видимые размеры предмета в 2-3 раза, другие - в 10-20 раз. Увеличение лупы зависит от её фокусного расстояния. Чем меньше фокусное расстояние лупы, тем больше размер даваемого ею мнимого изображения, тем больше увеличение лупы.
Казалось бы, что с помощью лупы можно получать очень большие увеличения,- надо только уменьшать её фокусное расстояние. Но это не так. Получать увеличения с помощью лупы больше чем в 30-40 раз не удаётся. Причиной этому являются два обстоятельства.
Во-первых, для больших увеличений потребовались бы лупы со слишком выпуклыми поверхностями. Такие лупы сильно искажают правильность хода проходящих через них лучей и не могут давать чётких изображений. Во-вторых, требовалось бы очень близко приближать лупу к предмету.
Так, при увеличении в 250 раз предмет должен был бы находиться от лупы на расстоянии меньше одного миллиметра. Практически пользоваться такой лупой крайне затруднительно.
Таким образом, лупа позволяет нам лишь немного заглянуть в мир малых предметов. Чтобы проникнуть в него дальше, надо вооружить глаз каким-то другим, более мощным прибором, который увеличивал бы угол зрения, а значит, и видимые глазу размеры мелких предметов не в десятки, а в сотни раз.
Что это за прибор, как он устроен и как действует - об этом мы сейчас и расскажем.

Популярные статьи сайта из раздела «Сны и магия»

. К чему снятся кошки Согласно Миллеру, сны, в которых снятся кошки – знак, предвещающий неудачу. Кроме случаев, когда кошку удается убить или прогнать. Если кошка нападает на сновидца, то это означает...

"Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс" В. В. Пасечник

Устройство увеличительных приборов, используемых в школе

Вопрос 1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
К увеличительным приборам относятся лупа и микроскоп

Вопрос 2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она дает?
Лупа - самый простой из увеличительных приборов. Она состоит из увеличительного стекла, вставленного в оправу. Увеличительное стекло выпуклое с двух сторон. Лупы различают ручные и штативные. У ручной лупы увеличительное стекло вставлено в оправу с ручкой. Ручная лупа увеличивает предметы в 2-20 раз. У штативной лупы в оправу, укрепленную на подставке - штативе, вставлены два увеличительных стекла. К штативу прикрепляется предметный столик с отверстием и зеркалом. Штативная лупа увеличивает предметы в 10-25 раз.

Вопрос 3. Как устроен микроскоп?
Световой микроскоп состоит из зрительной трубки (тубуса), предметного столика и зеркальца, которые прикрепляются к штативу. В верхний конец тубуса вставлен окуляр. Окуляр состоит из оправы и вставленных в него двух увеличительных стекол (линз). На противоположном (нижнем) конце тубуса находится объектив. Он также состоит из оправы и нескольких линз. Положение тубуса относительно располагаемых на предметном столике объектов регулируется винтами (Рис. 1.)

Рис. 1. Строение микроскопа

Вопрос 4. Как узнать, какое увеличение дает микроскоп?
Чтобы узнать, какое увеличение дает микроскоп, необходимо умножить увеличение окуляра (чиоло, указанное на окуляре) на увеличение объектива (на число, указанное на объективе). Например, если окуляр дает 7-кратное увеличение, а объектив 8-кратное, то общее увеличение равно 56 раз (7 х 8 = 56).